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本文記錄SDL播放音頻的技術。在這里使用的版本是SDL2。實際上SDL本身并不提供視音頻播放的功能，它只是封裝了視音頻播放的底層API。在Windows平臺下，SDL封裝了Direct3D這類的API用于播放視頻；封裝了DirectSound這類的API用于播放音頻。因為SDL的編寫目的就是簡化視音頻播放的開發難度，所以使用SDL播放視頻（YUV/RGB）和音頻（PCM）數據非常的容易。

SDL簡介

SDL（Simple DirectMedia Layer）是一套開放源代碼的跨平臺多媒體開發庫，使用C語言寫成。SDL提供了數種控制圖像、聲音、輸出入的函數，讓開發者只要用相同或是相似的代碼就可以開發出跨多個平臺（Linux、Windows、Mac OS X等）的應用軟件。目前SDL多用于開發游戲、模擬器、媒體播放器等多媒體應用領域。用下面這張圖可以很明確地說明SDL的用途。

 

SDL實際上并不限于視音頻的播放，它將功能分成下列數個子系統（subsystem）：

Video（圖像）：圖像控制以及線程（thread）和事件管理（event）。

Audio（聲音）：聲音控制

Joystick（搖桿）：游戲搖桿控制

CD-ROM（光盤驅動器）：光盤媒體控制

Window Management（視窗管理）：與視窗程序設計集成

Event（事件驅動）：處理事件驅動

在Windows下，SDL與DirectX的對應關系如下。

SDL

DirectX

SDL_Video、SDL_Image

DirectDraw、Direct3D

SDL_Audio、SDL_Mixer

DirectSound

SDL_Joystick、SDL_Base

DirectInput

SDL_Net

DirectPlay

注：上文內容在《使用SDL播放視頻》的文章中已經介紹，這里再次重復貼一遍。

SDL播放音頻的流程

SDL播放音頻的流程狠簡單，分為以下步驟。

1. 初始化

1) 初始化SDL。

2) 根據參數（SDL_AudioSpec）打開音頻設備

2. 循環播放數據

1) 播放音頻數據。

2) 延時等待播放完成。

下面詳細分析一下上文流程。

1. 初始化

1) 初始化SDL。

使用SDL_Init()初始化SDL。該函數可以確定希望激活的子系統。SDL_Init()函數原型如下：

[cpp] view plaincopy  

1. int SDLCALL SDL_Init(Uint32 flags)  

其中，flags可以取下列值：

SDL_INIT_TIMER：定時器
SDL_INIT_AUDIO：音頻
SDL_INIT_VIDEO：視頻
SDL_INIT_JOYSTICK：搖桿
SDL_INIT_HAPTIC：觸摸屏
SDL_INIT_GAMECONTROLLER：游戲控制器
SDL_INIT_EVENTS：事件
SDL_INIT_NOPARACHUTE：不捕獲關鍵信號（這個不理解）
SDL_INIT_EVERYTHING：包含上述所有選項

 

有關SDL_Init()有一點需要注意：初始化的時候盡量做到“夠用就好”，而不要用SDL_INIT_EVERYTHING。因為有些情況下使用SDL_INIT_EVERYTHING會出現一些不可預知的問題。例如，在MFC應用程序中播放純音頻，如果初始化SDL的時候使用SDL_INIT_EVERYTHING，那么就會出現聽不到聲音的情況。后來發現，去掉了SDL_INIT_VIDEO之后，問題才得以解決。

2) 根據參數（SDL_AudioSpec）打開音頻設備
使用SDL_OpenAudio()打開音頻設備。該函數需要傳入一個SDL_AudioSpec的結構體。DL_OpenAudio()的原型如下。

[cpp] view plaincopy  

1. int SDLCALL SDL_OpenAudio(SDL_AudioSpec * desired,  
2.                                           SDL_AudioSpec * obtained);  

它的參數是兩個SDL_AudioSpec結構體，它們的含義：
desired：期望的參數。
obtained：實際音頻設備的參數，一般情況下設置為NULL即可。


SDL_AudioSpec結構體的定義如下。

[cpp] view plaincopy  

1. typedef struct SDL_AudioSpec  
2. {  
3.     int freq;                   /**< DSP frequency -- samples per second */  
4.     SDL_AudioFormat format;     /**< Audio data format */  
5.     Uint8 channels;             /**< Number of channels: 1 mono, 2 stereo */  
6.     Uint8 silence;              /**< Audio buffer silence value (calculated) */  
7.     Uint16 samples;             /**< Audio buffer size in samples (power of 2) */  
8.     Uint16 padding;             /**< Necessary for some compile environments */  
9.     Uint32 size;                /**< Audio buffer size in bytes (calculated) */  
10.     SDL_AudioCallback callback;  
11.     void *userdata;  
12. } SDL_AudioSpec;  

其中包含了關于音頻各種參數：
freq：音頻數據的采樣率。常用的有48000,44100等。
format：音頻數據的格式。舉例幾種格式：
AUDIO_U16SYS：Unsigned 16-bit samples
AUDIO_S16SYS：Signed 16-bit samples
AUDIO_S32SYS：32-bit integer samples
AUDIO_F32SYS：32-bit floating point samples
channels：聲道數。例如單聲道取值為1，立體聲取值為2。
silence：設置靜音的值。
samples：音頻緩沖區中的采樣個數，要求必須是2的n次方。
padding：考慮到兼容性的一個參數。
size：音頻緩沖區的大小，以字節為單位。
callback：填充音頻緩沖區的回調函數。
userdata：用戶自定義的數據。
在這里記錄一下填充音頻緩沖區的回調函數的作用。當音頻設備需要更多數據的時候會調用該回調函數。回調函數的格式要求如下。

[cpp] view plaincopy  

1. void (SDLCALL * SDL_AudioCallback) (void *userdata, Uint8 * stream,  
2.                                             int len);  

回調函數的參數含義如下所示。
userdata：SDL_AudioSpec結構中的用戶自定義數據，一般情況下可以不用。
stream：該指針指向需要填充的音頻緩沖區。
len：音頻緩沖區的大小（以字節為單位）。
在回調函數中可以使用SDL_MixAudio()完成混音等工作。眾所周知SDL2和SDL1.x關于視頻方面的API差別很大。但是SDL2和SDL1.x關于音頻方面的API是一模一樣的。唯獨在回調函數中，SDL2有一個地方和SDL1.x不一樣：SDL2中必須首先使用SDL_memset()將stream中的數據設置為0。


2. 循環播放數據
1) 播放音頻數據。
使用SDL_PauseAudio()可以播放音頻數據。SDL_PauseAudio()的原型如下。

[cpp] view plaincopy  

1. void SDLCALL SDL_PauseAudio(int pause_on)  

當pause_on設置為0的時候即可開始播放音頻數據。設置為1的時候，將會播放靜音的值。

2) 延時等待播放完成。
這一步就是延時等待音頻播放完畢了。使用像SDL_Delay()這樣的延時函數即可。

代碼

源代碼如下所示。 [cpp] view plaincopy  

1. /** 
2.  * 最簡單的SDL2播放音頻的例子（SDL2播放PCM） 
3.  * Simplest Audio Play SDL2 (SDL2 play PCM)  
4.  * 
5.  * 雷霄驊 Lei Xiaohua 
6.  * leixiaohua1020@126.com 
7.  * 中國傳媒大學/數字電視技術 
8.  * Communication University of China / Digital TV Technology 
9.  * http://blog.csdn.net/leixiaohua1020 
10.  * 
11.  * 本程序使用SDL2播放PCM音頻采樣數據。SDL實際上是對底層繪圖 
12.  * API（Direct3D，OpenGL）的封裝，使用起來明顯簡單于直接調用底層 
13.  * API。 
14.  * 
15.  * 函數調用步驟如下:  
16.  * 
17.  * [初始化] 
18.  * SDL_Init(): 初始化SDL。 
19.  * SDL_OpenAudio(): 根據參數（存儲于SDL_AudioSpec）打開音頻設備。 
20.  * 
21.  * [循環播放數據] 
22.  * SDL_PauseAudio(): 播放音頻數據。 
23.  * SDL_Delay(): 延時等待播放完成。 
24.  * 
25.  * This software plays PCM raw audio data using SDL2. 
26.  * SDL is a wrapper of low-level API (DirectSound). 
27.  * Use SDL is much easier than directly call these low-level API. 
28.  * 
29.  * The process is shown as follows: 
30.  * 
31.  * [Init] 
32.  * SDL_Init(): Init SDL. 
33.  * SDL_OpenAudio(): Opens the audio device with the desired  
34.  *                  parameters (In SDL_AudioSpec). 
35.  * 
36.  * [Loop to play data] 
37.  * SDL_PauseAudio(): Play Audio. 
38.  * SDL_Delay(): Wait for completetion of playback. 
39.  */  
40.   
41. #include <stdio.h>  
42. #include <tchar.h>  
43.   
44. extern "C"  
45. {  
46. #include "sdl/SDL.h"  
47. };  
48.   
49. //Buffer:  
50. //|-----------|-------------|  
51. //chunk-------pos---len-----|  
52. static  Uint8  *audio_chunk;   
53. static  Uint32  audio_len;   
54. static  Uint8  *audio_pos;   
55.   
56. /* Audio Callback 
57.  * The audio function callback takes the following parameters:  
58.  * stream: A pointer to the audio buffer to be filled  
59.  * len: The length (in bytes) of the audio buffer  
60.  *  
61. */   
62. void  fill_audio(void *udata,Uint8 *stream,int len){   
63.     //SDL 2.0  
64.     SDL_memset(stream, 0, len);  
65.     if(audio_len==0)        /*  Only  play  if  we  have  data  left  */   
66.             return;   
67.     len=(len>audio_len?audio_len:len);   /*  Mix  as  much  data  as  possible  */   
68.   
69.     SDL_MixAudio(stream,audio_pos,len,SDL_MIX_MAXVOLUME);  
70.     audio_pos += len;   
71.     audio_len -= len;   
72. }   
73.   
74. int main(int argc, char* argv[])  
75. {  
76.     //Init  
77.     if(SDL_Init(SDL_INIT_AUDIO | SDL_INIT_TIMER)) {    
78.         printf( "Could not initialize SDL - %s\n", SDL_GetError());   
79.         return -1;  
80.     }  
81.     //SDL_AudioSpec  
82.     SDL_AudioSpec wanted_spec;  
83.     wanted_spec.freq = 44100;   
84.     wanted_spec.format = AUDIO_S16SYS;   
85.     wanted_spec.channels = 2;   
86.     wanted_spec.silence = 0;   
87.     wanted_spec.samples = 1024;   
88.     wanted_spec.callback = fill_audio;   
89.   
90.     if (SDL_OpenAudio(&wanted_spec, NULL)<0){   
91.         printf("can't open audio.\n");   
92.         return -1;   
93.     }   
94.   
95.     FILE *fp=fopen("../NocturneNo2inEflat_44.1k_s16le.pcm","rb+");  
96.     if(fp==NULL){  
97.         printf("cannot open this file\n");  
98.         return -1;  
99.     }  
100.     //For YUV420P  
101.     int pcm_buffer_size=4096;  
102.     char *pcm_buffer=(char *)malloc(pcm_buffer_size);  
103.     int data_count=0;  
104.   
105.     while(1){  
106.         if (fread(pcm_buffer, 1, pcm_buffer_size, fp) != pcm_buffer_size){  
107.             // Loop  
108.             fseek(fp, 0, SEEK_SET);  
109.             fread(pcm_buffer, 1, pcm_buffer_size, fp);  
110.             data_count=0;  
111.         }  
112.         printf("Now Playing %10d Bytes data.\n",data_count);  
113.         data_count+=pcm_buffer_size;  
114.         //Set audio buffer (PCM data)  
115.         audio_chunk = (Uint8 *) pcm_buffer;   
116.         //Audio buffer length  
117.         audio_len =pcm_buffer_size;  
118.         audio_pos = audio_chunk;  
119.         //Play  
120.         SDL_PauseAudio(0);  
121.         while(audio_len>0)//Wait until finish  
122.             SDL_Delay(1);   
123.     }  
124.   
125.     return 0;  
126. }  

運行結果

運行的結果如下圖所示。運行的時候可以聽見音樂播放的聲音。

 

 

下載

代碼位于“Simplest Media Play”中

SourceForge項目地址：https://sourceforge.net/projects/simplestmediaplay/

CSDN下載地址：http://download.csdn.net/detail/leixiaohua1020/8054395

上述工程包含了使用各種API（Direct3D，OpenGL，GDI，DirectSound，SDL2）播放多媒體例子。其中音頻輸入為PCM采樣數據。輸出至系統的聲卡播放出來。視頻輸入為YUV/RGB像素數據。輸出至顯示器上的一個窗口播放出來。
通過本工程的代碼初學者可以快速學習使用這幾個API播放視頻和音頻的技術。
一共包括了如下幾個子工程：
simplest_audio_play_directsound:  使用DirectSound播放PCM音頻采樣數據。
simplest_audio_play_sdl2:  使用SDL2播放PCM音頻采樣數據。
simplest_video_play_direct3d:  使用Direct3D的Surface播放RGB/YUV視頻像素數據。
simplest_video_play_direct3d_texture:使用Direct3D的Texture播放RGB視頻像素數據。
simplest_video_play_gdi:  使用GDI播放RGB/YUV視頻像素數據。
simplest_video_play_opengl:  使用OpenGL播放RGB/YUV視頻像素數據。
simplest_video_play_opengl_texture: 使用OpenGL的Texture播放YUV視頻像素數據。
simplest_video_play_sdl2:  使用SDL2播放RGB/YUV視頻像素數據。

 

from:http://blog.csdn.net/leixiaohua1020/article/details/40544521

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